1 简要说明和计算简图

1.1 铸钢件材质

        说明：本铸钢件材质采用牌号为G20Mn5QT(调质)的铸钢钢种。

        其化学成分与力学性能应符合下表规定：

材质	化学成分%	残余元素%
G20Mn5	C	Si	Mn	P	S	Ni
0.17~0.23	≤0.6	1.0~1.6	≤0.02	≤0.02	≤0.8

        经调质热处理后，铸钢件的力学性能应达到下表要求：

铸钢钢种	室温下	冲击功值
牌号	材料号	屈服强度Rpo.2(MPa)	抗拉强度Rm(MPa)	伸长率 A（％）	温度(℃)	冲击功 J≥
G20Mn5QT	1.6220	300	500～650	≥22	室温 -40℃	60 27

        材料屈服准则为Von Mises准则。材料弹性模量E=2.06×10⁵N/mm2，切线模量取6100 N/mm2，泊松比µ=0.3，根据《铸钢节点应用技术规程》中规定，G20Mn5QT设计强度235MPa，屈服强度取300MPa，进入弹塑性阶段后，采用各向同性随动强化本构关系，材料应力—应变关系曲线如下图：

                                                      材料G20Mn5QT的应力-应变曲线图

1.2 钢结构材质

        钢结构采用考虑平台和强化的四折线混合强化弹塑性模型。Q355屈服强度标准值为295MPa，弹性模量为206000 MPa，材料的应力应变曲线图如下图：

1.3 混凝土材质

         混凝土采用塑性损伤模型，这是一个基于塑性的连续介质损伤模型，它利用等向损伤弹性以及各向等拉和等压塑性的概念来描述混凝土的非线性性能。C60级混凝土轴心抗压强度标准值f_ck=36MPa，f_tk=0.1f_ck，初始弹性模量E=36000MPa，峰值应力时的压力变为0.0014，拉应变为0.00014，应力应变关系曲线采用《混凝土结构设计规范》GB50010-2010建议曲线的简化曲线如下图：

                                                                       混凝土受压

                                                                   混凝土受拉

2  ZL-32GZ-9分析结果

2.1铸钢节点基本资料

2.2网格划分

        分析软件采用大型通用有限元分析程序Abaqus程序。划分实体采用单元C3D4:  四结点线性四面体单元。分析时采用的单位制为：N，mm。网格划分采用的是ABAQUS的自由网格划分技术，自由网格划分技术会根据计算模型的实际外形自动地决定网格划分的疏密。

2.3 工况验算

2.3.1验算

杆件内力

2.4分析结果

2.4.1工况组合最大验算结果

                                                                          应力云图（Mpa）

                                                                     位移云图（mm）

        说明：由上图可以看出，铸钢件等效强度和刚度较好，最大应力为174.5Mpa，最大位移为4.63mm，满足设计要求。

2.4.2工况组合最小验算结果

                                                                          应力云图（Mpa）

                                                                           位移云图（mm）

        说明：由上图可以看出，铸钢件等效强度和刚度较好，最大应力为198.2Mpa，最大位移为5.7mm，满足设计要求。

3  ZL-29GZ-4分析结果

3.1铸钢节点基本资料

3.2网格划分

        分析软件采用大型通用有限元分析程序Abaqus程序。划分实体采用单元C3D4:  四结点线性四面体单元。分析时采用的单位制为：N，mm。网格划分采用的是ABAQUS的自由网格划分技术，自由网格划分技术会根据计算模型的实际外形自动地决定网格划分的疏密。

                                                                           网格划分图

3.3工况验算

3.3.1验算

        杆件内力

3.4分析结果

3.4.1工况组合最大验算结果

                                                                                 应力云图（Mpa）

                                                                                 位移云图（mm）

        说明：由上图可以看出，铸钢件等效强度和刚度较好，最大应力为216.1Mpa，最大位移为5.45mm，满足设计要求。

3.4.2工况组合最小验算结果

                                                                         应力云图（Mpa）

                                                                            位移云图（mm）

       说明：由上图可以看出，铸钢件等效强度和刚度较好，最大应力为103.8Mpa，最大位移为3.25mm，满足设计要求。

4.结论

         根据以上若干可能的控制工况的实体有限元计算结果分析，在给定的外荷载作用下，铸钢节点整体处于线弹性状态,符合钢结构设计规范的相应规定。综上所述，根据《铸钢节点应用技术规程》中第4.2.5条，该铸钢节点的受力性能符合设计要求。

有限元模拟设备：

耗时：单个模型1.5小时。